• 유변학
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• 제11권1호
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• pp.18-27
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• 1999

본 연구에서는 3차원 열성형 공정 알고리듬과 이에 membrane approximation을 도입한 근사적인 알고리듬을 개발하였고, 이 알고리듬을 이용하여 몇몇 열성형계에 대한 수치모사를 수행하여 그 결과를 비교 분석하였다. 3차원 알고리듬의 경우에는 구성한 유한요소 평형 방정식에 벌칙함수를 도입하여 비압축성 조건을 만족시켜 해를 얻었으며, membrane approximation을 도입한 알고리듬의 경우에는 두께 방향의 응력을 무시하여 구성한 방정식으로부터 해를 얻었다. 구성방정식은 2nd Piola-Kirchhoff 응력 텐서와 Cauchy-Green 변형 텐서를 사용하여 표현하였고 수지의 물질 모델식으로는 2항의 Mooney-Rivlin 모델을 사용하였으며, total Lagrangian coordinate를 도입하여 지배방정식을 유한요소화함으로써 알고리듬을 구성하였다. 대상계로 선정한 사각평판 수지의 자유 부풀림 거동과 금형이 있는 경우에서의 수지의 부풀림 거동을 3차원 알고리듬과 membrane approximation 알고리듬을 각각 이용하여 분석하였으며 3차원 알고리듬의 경우 clamping 부분의 경계조건을 달리하여 결과를 비교하였다. 금형이 있는 계에 대해서는 slip 경계조건과 no-slip 경계조건을 각각 부여하여 수치모사를 수행, 수지의 변형거동과 응력분포를 비교 분석하였으며, 두께를 달리 한 수지에 대해 두께 방향의 응력을 비교 분석함으로써 membrane approximation 알고리듬의 한계에 대하여 논하였다. 한편 수지 온도 변화에 따른 성형품의 두께 분포의 변화를 살펴보기 위하여 ABS 수지를 대상으로 하여 $137.8^{\circ}C$에서 $171.1^{\circ}C$사이의 온도에서 수행한 인장실험 데이터를 수치모사에 사용하였다. 그 결과 수지의 온도가 높을수록 두께의 표준편차가감소하여 균일한 두께 분포를 얻을 수 있음을 확인하였고 이는 수지의 흐름성이 증가함으로써 나타나는 현상으로 해석할 수 있다.

• 한국해양공학회지
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• 제17권4호
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• pp.37-42
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• 2003

The mechanical components with high-pressure hoses are generally produced by the swaging process. The hoses are composed of the rubber materials and the reinforced braids to support tensile forces. In case they are subjected to high mechanical and thermal loads under severe operating conditions, the oil in hoses can leak at the parts of small clamping forces. In this paper, the deformation characteristics of a fiber-reinforced hose are analyzed with respect to the jaw strokes using the finite element method. The manufacturing process is modeled with a contact problem in consideration of a real situation, and the material properties based on the experimental results are used in the analysis. Examinations of the relationship between the swaging strokes and the deformation behaviors of the hose were made on the basis of the stress and strain values of the hose components. The relations between clamping forces and separating forces are also proposed, in order to estimate clamping forces corresponding to separating forces for the given model.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.108-108
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• 2009

본 연구의 목적은 바지선에 의해 발생하는 해상풍속측정용 마스트 구조물의 충격손상을 최소화 시키기 위한 것이다. 마스트와 바지선 사이의 충격은 보통 복잡한 형태로 이루어진다. 충격해석은 상용유한요소해석 프로그램인 ANSYS LS-Dyna를 통하여 분석하였다. 바지선속을 변화시켜 다양한 상태의 하중케이스를 고려하였고 충격방지고무의 비선형성을 고려한 시간이력해석을 수행하였으며 변형률 에너지, 전체 변형량, 플라스틱 변형률, 내부충격에너지, 영구손상된 변형량 등을 검토하였다. 해상상태조건인 해양파의 운동과 바지선의 상하방향 운동을 무시하는 것으로 가정하였다. 충격속도에 변화에 따른 영구변형을 확인한 후 자연고무, 복합고무, 네오프렌 등의 고무시험 물성치로부터 구한 Mooney-Rivlin 상수를 적용하여 적절한 충격방지고무의 두께를 제안하였다. 본 연구를 통하여 구조물의 두께와 충격방지고무의 두께비에 대한 경향을 파악할 수 있으며 구조물의 설계에 적용할 수 있게 된다. 추후 해상조건을 고려한 연구를 수행해야 할 것이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권8호
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• pp.869-876
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• 2011

동적 특성에 영향을 받는 롤 코팅의 평형적인 두께 예측과 불안정성을 분석함은 중요하다. 본 연구에서는 강체/변형롤 사이에서 생성되는 마이크로 코팅액의 두께를 예측하기에 앞서 압착되어 회전하는 두 롤 사이에 발생하는 접촉 압력의 분포와 변형롤의 변형 형상을 예측하고자 한다. 또한 변형롤의 재료상수와 롤의 속도 및 마찰계수 그리고 압착 크기 등의 변수들에 대한 접촉압력분포를 수치적인 방법으로 측정하여 유효한 변수들의 영향을 분석하고자 한다. 수치해석 방법으로는 유한요소법을 사용하였고 두 롤을 모델링하여 변형롤에 고무물성치를 초탄성체 모델로 가정하여 일반적으로 사용되는 Mooney Rivlin 계수를 사용하였고 40~80rpm 사이의 속도로 회전할 때 접촉 형상 및 압력분포를 분석하였다. 접촉형상의 경우 압착정도에 따라 변하고 그외 변수들에는 영향을 받지 않고 접촉압력의 경우 변형롤의 물성치와 압착정도에 의해 주요한 영향을 받고 속도 및 마찰계수에는 영향을 받지 않음을 알 수 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.43-50
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• 2021

LMU(Leg Mating Unit)는 해양구조물의 플로트오버 실치에서 활용되는 장비 중 하나로 충격을 흡수하는 부분과 결합부로 구성된다. 본 연구에서는 최적설계를 통해 부유식 해양구조물의 플로트오버 설치용 LMU의 성능을 개선하여 설계 요구 조건을 만족하는 설계를 개발하였다. 초기설계는 고정식 해양구조물의 플로트오버 설치용으로 개발된 것의 제원을 참조하였으며, 초탄성재료의 거동을 표현하기 위해 Mooney-Rivlin 모델을 활용하였다. 설계민감도해석 결과를 바탕으로 중요도에 따라 설계 변수들을 선별하였고, 진화알고리듬 기반 최적설계를 수행하였다. 최적설계 문제에서 목적함수는 LMU의 중량이며, 제약 조건은 LMU에 작용하는 최대 폰-미세스 응력과 LMU의 성능을 평가할 수 있는 반발력이다.

• 한국기계가공학회지
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• 제10권3호
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• pp.39-46
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• 2011

The automotive air conditioning hose is used for connecting the components of air conditioner in a vehicle. The hose is usually manufactured by the swaging process to connect the rubber hose with the metal fitting at the end of the hose. In case that the clamping force is small, the refrigerant gas in the hose can leak locally under the severe operating circumstances. The practical test of clamping force is performed by means of the measurement of separation force. In this study, the swaging process of a hose is simulated with the finite element method, to investigate the effect of friction coefficient on the clamping force. The contact condition is used in consideration of real manufacturing process, and the material properties for the Mooney-Rivlin model is obtained by the experimental results. The result interpretations are focused on the contact forces, which is displayed graphically with respect to friction coefficient, on the surfaces between the hose and the metal fittings.

• 대한기계학회논문집A
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• 제27권10호
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• pp.1667-1675
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• 2003

This paper has considered the calculation of lateral stiffness of radial tire's sidewall, which consists of cord stiffness and rubber sheet stiffness, by using the material constants of rubber compounds of tire. We have suggested and illustrated how to calculate the rubber sheet lateral stiffness by considering the following aspects. First, the rubber sheet consists of various kinds of rubber compounds with different thickness along the sidewall in the radial direction. Secondly, equivalent Young's modulus of the rubber sheet can be calculated by using available experimental data of rubber compounds. The present method enables us to divide the calculation domain as many as we want, which can reduce numerical error in the calculation of geometrical and mechanical properties. We have illustrated the calculation by using the data of the radial tire for passenger car of P205/60R15.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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• pp.706-710
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• 2008

The experiment of dome port cover under shock impact is performed with shock tube. The dome port cover blocked intake air duct up from the solid propellant during air breathing vehicle speed reach Mach 2.0. When the air breathing vehicle reach Mach 2.0, the inlet cover is removed and the dome port cover is broken to pieces by detonator or pressure of inlet air. Thus the dome port cover not only must stand the pressure of combustion chamber but also easy to break from the RAM pressure. In this study, a fracture evaluation on the $Al_2O_3$ ceramic spherical dome and circular plate port under impact has been presented. Ceramic were supported by the rigid body and a couple of O-ring. The Mooney-Rivlin model have been used to describe behaviors of both O-ring. And spherical dome and circular plate fracture results of the LS-DYNA code using Johnson-Holmquist(JH-2) constitutive equation was compared.

• 한국기계가공학회지
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• 제20권10호
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• pp.95-101
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• 2021

An analysis was conducted to predict the behavior of gasket by applying an optimal-strain energy-density function selected through a uniaxial tensile test and an analysis of the gasket used in an actual hydrogen fuel cell. Among the models compared to predict the materials' properties, the Mooney-Rivlin secondary model showed the behavior most similar to the test results. The maximum stress of the gasket was not significantly different, depending on the location. The maximum surface pressure of the gasket was higher at positions "T" and "Y" than at other positions, owing to the branch-shape effect. In the future, a jig that can measure the surface pressure will be manufactured and a comparative verification study will be conducted between the test results and the analysis results.

• 한국정밀공학회지
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• 제29권5호
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• pp.584-590
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• 2012

The structural and functional disorder of a detrusor induces a bladder hypertrophy and degenerates a bladder muscle gradually by preventing normal urination. Thus, the thickness of the bladder wall has been increased in proportion to the degree of bladder outlet obstruction. In this study, the mechanical characteristics of the detrusor is analyzed for the physical properties and the thickness changes of the bladder muscle using a mathematically analytic method. In order to obtain the mechanical property of the bladder muscle, the tensile test of porcine bladder tissue is performed because its property is similar to that of human. The result of tensile test is applied to the mathematically model as Mooney Rivlin coefficients which represent the hyperelastic material. The model of the bladder is defined as the spherical shape with the initial volume of 50ml. The principal stress and strain according to the thickness are analyzed. Also, computer simulations for three types of the material property for the model of the bladder are performed based on the fact that the stiffness of the bladder is weakened as the progress of the benign prostatic hyperplasia. As a result, the principal stress is 341kPa at the initial thickness of 2.2mm, and is 249kPa at 6.5mm. As the bladder wall thickness increases, the principal stress decreases. The principal stress and strain decrease as the stiffness of the bladder decreases under the same thinkness.